高考化学一轮复习学案课件人教版第7章 化学反应速率和化学平衡第2节 化学平衡状态和化学平衡常数

1、第二节,化学平衡状态和化学平衡常数,人教版高考化学复习课件,一、化学平衡状态,1,可逆反应,1,概念：在,_,条件下，既能向,_,方向进行，同时又能向,_,方向进行的反应,2,表示：采用,_,表示，如,Cl,2,H,2,Cl,HClO,3,特点：相同条件，正、逆反应,_,反应物、生成物同时存,在；任一反应物的转化率都,_100,2,化学平衡状态,1,建立过程,以,N,2,3H,2,3,为例,开始反应时,v,逆,_0,v,正,_,v,逆,随反应进行，反应物不断,_,v,正,逐渐,_,生成物不断,_,v,逆,逐渐,_,达到平衡时，反应物和生成物的浓度均不再,_,v,正,_,v,逆,2,概念：在一定

2、,_,下，当一个可逆反应的正、逆两个方向的反应速率,_,时，反应体系中所有参加反应的物质的,_,或浓度保持,_,的状态,3,特征,逆：研究对象必须是,_,反应,动：化学平衡是,_,平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆,反应仍都在进行,等：正反应速率,_,逆反应速率,0,定：反应混合物中，所有反应物和生成物的,_,或,_,保持一定,变：化学平衡状态是有条件的、相对的、暂时的，改变影响平衡,的条件，平衡会,_,直至达到,_,二、化学平衡常数,1,定义,在一定,_,下，当一个可逆反应达到,_,时,_,与,_,的比值是一个常数，即该反应的化学平衡常数,2,化学平衡常数的数学表达式,如对于达到平衡的一般

3、可逆反应,m,A,n,p,C,q,D,反应物和,生成物平衡浓度表示为,c,A,c,B,c,C,c,D,化学平衡常数,K,c,p,C,c,q,D,c,m,A,c,n,B,3,K,值大小的意义,K,值越大，正向反应进行的程度越,_,即该反应进行越,_,反应物转化率越,_,K,值越小，正向反应进行的程度越,_,即该反应进行的越,_,反应物转化率越,_,想一想,应用化学平衡常数时应注意哪些问题,答案,化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的,浓度无关,衡常数的数学表达式中,或缩小，平衡常数可能改变,答案,一,1. (1,相同,正反应,逆反应,2,3,同时进行,小于,2.(1,减少,降低,增多,增大

4、,变化,2,条件,相等,质量,恒定,3,可逆,动态,等于,质,量,浓度,被破坏,新的平衡,二,1,温度,化学平衡,生成物浓度幂之积,反应物浓度幂之积,3,大,完全,大,小,不完全,小,化学平衡状态的判断,例,1,在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反,应,N,2,3H,2,3,该反应达到平衡的标志是,A. 3,v,正,H,2,2,v,逆,NH,3,B,单位时间内生成,m,mol N,2,的同时生成,3,m,mol H,2,C. N,2,H,2,NH,3,各物质浓度不再随时间而变化,D,容器内的总压强不再随时间而变化,E,混合气体的密度不再随时间而变化,F,单位时间内,N,H,键的形成和

5、断开的数目相等,G. N,2,H,2,NH,3,的分子数之比为,1,3,2,H. 2,v,N,2,v,NH,3,解析】应注意,1,该反应的特点是反应前后气体体积改变,反应条件是“固定体积,2,平衡的标志本质特征,v,正,v,逆,外观特征：各组分含量不变,A,中若达到平衡时,2,v,正,H,2,3,v,逆,NH,3,A,错,B,中不论是否平衡，单位时间内生成,m,mol,N,2,的同时必然生成,3,m,mol H,2,B,错,C,中各物质浓度不再变化时，是化学平衡的一个标志,C,正确,D,中因为该反应是气体物质的量可变的反应,总压强不变时,说,明气体的物质的量不变，该反应达到平衡状态,D,正确,

6、E,中容器体积固定、气体总质量不变，所以在任何情况下，混合,气体的密度不变,E,错,F,中由题意知,v,正,NH,3,v,逆,NH,3,反应达到平衡,F,正确,G,中达到平衡时,各物质的分子数之比不一定等于化学计量数之,比,G,错,H,中没有说明是正反应速率还是逆反应速率,H,错,答案,CDF,温馨提示】应用,v,正,v,逆时，要注意反应描述的反应方向,和不同物质表示的反应速率的大小关系；对于反应前后气体,体积不变的反应，通常不能用物质的量、容器的压强、气体的,密度、气体的平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状态,的标志。要特别注意外界条件的限制及反应本身的特点，如,恒温、恒容”“体积可变”

7、“体积不变”“全是气体参加,等,知识关联】化学平衡状态的判定与化学反应速率的计算、化,学平衡图像、化学平衡常数等联系,1,2010,福,建,泉,州,一,中,期,中,可,作,为,可,逆,反,应,N,2,g,O,2,g,g,已达到平衡状态的标志的是,A,单位时间内每生成,n,mol N,2,同时生成,2,n,mol NO,B,容器内反应混合物的总压强不随时间改变,C. O,2,的消耗速率等于,NO,的消耗速率,D,容器内始终有,N,2,O,2,和,NO,共存,化学平衡常数的应用及相关计算,例,2,在一定体积的密闭容器中，进行如下,化学反应,CO,2,g,H,2,g,g,H,2,O(g,其化,学平衡

8、常数,K,和温度,t,的关系如下表,t,700,800,830,1 000,1 200,K,0.6,0.9,1.0,1.7,2.6,解析】该反应是气体体积不变的反应，故容器内反应混合物的,总压强不随时间改变，不能表明已达平衡状态,B,错；当,NO,的,消耗速率等于,O,2,的消耗速率的,2,倍时表明已达平衡状态,C,错,容器内始终有,N,2,O,2,和,NO,共存是可逆反应的特点,D,错,答案,A,请回答下列问题,1,该,反,应,的,化,学,平,衡,常,数,表,达,式,为,K,_,2,该,反,应,为,_,反,应,填,吸,热,或,放,热,3)800,在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为,

9、c,CO,0.01 mol/L,c,H,2,O,0.03 mol/L,c,CO,2,0.01 mol/L,c,H,2,0.05 mol/L,反应开始时,H,2,O,的消耗速率比生成速率,_,填“大”,小,或“不能确定,4)830,在,1 L,的密闭容器中放入,2 mol CO,2,和,1,mol,H,2,平衡后,CO,2,的转化率为,_,H,2,的转化,率为,_,解析,1,由平衡常数的定义可得表达式,2,化学平衡常数仅是温度的函数，吸热反应的平衡常数随温度升高而增大，放热,反应的平衡常数随温度升高而减小；由表中数据知该反应为吸热反应,3,Q,c,0.6,0.9,反应向正方向进行,H,2,O,的

10、消耗速率比生成速率小,4)830,时，平衡常数为,1,设反应中转化的,CO,2,浓度为,x,CO,2,g,H,2,H,2,O(g,起始,mol/L,2,1,0,0,转化,mol/L,x,x,x,x,平衡,mol/L,2,x,1,x,x,x,据平衡常数的关系可得,2,x,1,x,x,2,解得,x,2,3,则平衡后,CO,2,的转化率,为,1,3,H,2,的转化率为,2,3,答案,1,K,c,CO,c,H,2,O,c,CO,2,c,H,2,2,吸热,3,小,4,1,3,2,3,1,化学平衡常数的应用,1,判断比较可逆反应进行程度的大小,化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志，是一定温度,下

11、一个反应本身固有的内在性质的定量体现,K,值越大，说明平衡时生,成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应进行的程度越大，反应物转,化率越高,2,可以利用平衡常数的值作标准判断反应是否达到平衡及不平衡时,向哪个方向进行,如对于可逆反应,m,A(g,n,B(g,p,C(g,q,D(g,在一定温度的任,意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系,Q,c,c,C,p,c,D,q,c,A,m,c,B,n,Q,c,叫做该反应的浓度商,Q,c,K,反应向正反应方向进行,v,正,v,逆,Q,c,K,反应处于平衡状态,v,正,v,逆,Q,c,K,反应向逆反应方向进行,v,正,v,逆,3,利用,K,可判断反应的热效应,

12、若升高温度,K,值增大，则正反应为吸热反应,若升高温度,K,值减小，则正反应为放热反应,2,化学平衡常数的相关计算,计算的步骤、方法与化学反应速率的计算类似,例如：反应,m,A,n,p,C,起始浓度,mol,L,1,a,b,c,转化浓度,mol,L,1,x,nx,m,px,m,平衡浓度,mol,L,1,a,x,b,nx,m,c,px,m,K,c,px,m,p,a,x,m,b,nx,m,n,反应物的转化率,反应物转化的物质的量浓度,反应物起始的物质的量浓度,100,温馨提示】反应物,c,平,c,始,c,变,生成物,c,平,c,始,c,变,转化量是计算中最关键的量，各物质的转化量之比一定等于,化学

13、方程式中化学计量数之比，这是计算的关键,若反应物起始浓度之比等于化学计量数之比，则隐含反应物,转化率相等，且平衡时反应物的浓度之比等于化学计量数之比,的条件,求算反应物的转化率时，也可用物质的量、质量、气体的体,积等,化学平衡常数仅是温度的函数。化学平衡常数改变，则化学,平衡发生移动；化学平衡发生移动，但化学平衡常数不一定改,变,知识关联】化学平衡常数与化学反应速率的计算、化学平衡,的移动、化学平衡图像等联系,2,高炉炼铁中发生的基本反应之一如下,FeO(s,CO(g,s,CO,2,g,H,0,其平衡常数可表达为,K,c,CO,2,c,CO,已知,1100,时,K,0.263,1,温度升高，化

14、学平衡移动后达到新的平衡，高炉,内,CO,2,和,CO,的体积比,_,平衡常数,K,值,_,填“增大”、“减小”或“不变,2)1100,时测得高炉中,c,CO,2,0.025 mol/L,c,CO,0.1,mol/L,在这种情况下，该反应是否处于化学平衡,状态,_,填“是”或“否,此时化学反应速率是,v,正,_,v,逆,填“大于”,小于”或“等于,其原因是,_,解析,K,只受温度的影响，和浓度、压强无关,1,中温度升高,化学平衡向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，高炉内,CO,2,与,CO,的体积比增大，结合,K,的表达式，可得到,K,值增大,2,中温度不,变,则,K,值不变,此时,c,C

15、O,2,c,CO,0.025,0.1,0.25,0.263,说明未达到平衡,要达到平衡，应增加,CO,2,的浓度，减小,CO,的浓度，即反应向正反应,方向进行,v,正,v,逆,答案,1,增大,增大,2,否,大于,此时因温度不变,c,CO,2,c,CO,0.25,0.263,1,2010,山东潍坊模拟,在一定温度下的某容积不变的密闭容器,中，建立下列化学平衡,C(s,H,2,O(g,g,H,2,g,不能确定上,述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是,A,体系的压强不再发生变化,B,v,正,CO,v,逆,H,2,O,C,生成,n,mol CO,的同时生成,n,mol H,2,D. 1 mol

16、 H,H,键断裂的同时断裂,2 mol H,O,键,解析】本题考查化学平衡状态的判断。不论反应是否,达到平衡,生成,n,mol CO,的同时都会生成,n,molH,2,故选,C,答案,C,2,对可逆反应,4NH,3,g,5O,2,g,g,6H,2,O(g,下列叙述,中正确的是,A,达到化学平衡时,4,v,正,O,2,5,v,逆,NO,B,若单位时间内生成,x,mol NO,的同时，消耗,x,mol NH,3,则反应,达到平衡状态,C,达到化学平衡时，若增大容器的体积，则正反应速率减小，逆,反应速率增大,D,化学反应速率的关系是,2,v,正,NH,3,3,v,正,H,2,O,解析】本题考查化学平

17、衡状态的概念,4,v,正,O,2,5,v,逆,NO,表明正,逆反应速率相等,A,正确,B,项都表示正反应速率,错误,C,项增大容器体积相当于减小压强,正,逆反应速率都减小,错误,D,项应为,3,v,NH,3,2,v,H,2,O,答案,A,3. (2010,北京海淀模拟,X,Y,Z,三种气体,把,X,和,Y,按,2,1,的物质的量之比混合，放入固定体积的密闭容器中发生如下反,应,X,达到平衡后,X,的转化率不可能为,A. 25,B. 20,C. 15,D. 10,解析】本题考查可逆反应不可能进行完全,1 mol Y,完全消耗,时，消耗,X 0.5 mol,所以,X,的转化率一定小于,25,答案,

18、A,4,化学平衡常数,K,的数值大小是衡量化学反应进行程度,的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下,2NO(g,2,g,O,2,g,K,1,1,10,30,2H,2,g,O,2,g,2,O(l,K,2,2,10,81,2CO,2,g,g,O,2,g,K,3,4,10,92,以下说法正确的是,A,常温下,NO,分解产生,O,2,的反应的平衡常数表达式为,K,1,c,N,2,c,O,2,B,常温下，水分解产生,O,2,此时平衡常数的数值约为,5,10,80,C,常温下,NO,H,2,O,CO,2,三种化合物分解放出,O,2,的倾向由,大到小的顺序为,NO,H,2,O,CO,2,D,以上说法都不正确,解析】本题考查化学平衡常数及其应用。根据反,应,K,1,c,N,2,c,O,2,c,2,NO,常温下，水分解产生,O,2,是反应,的逆反应,其平衡常数的数值应为,K,2,的倒数,即,5,10,82,由于三个反应都在常温下进行，根据,K,值的大小可,以得出三种化合物分解放出